Pvc-甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了PVC?甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板及其制備方法，制備原料為：PVC樹脂、甘蔗渣、無機填充物、偶聯(lián)劑、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、復合穩(wěn)定劑、潤滑劑、增塑劑、加工改性劑、抗沖改性。其制備采用一次成型工藝，簡單易行，實驗證明制備的PVC木塑發(fā)泡復合建筑模板的性能遠遠高于普通建筑模板要求，能達到木塑建筑模板國家I級標準，且可達到30次循環(huán)利用，廢料可回收重塑，達到循環(huán)利用零損耗的效果，符合國家節(jié)能環(huán)保要求，其經(jīng)濟效益是非常可觀的。
【專利說明】
PVC-甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及建筑模板生產(chǎn)的技術領域，尤其涉及PVC-甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建 筑模板及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 木塑復合發(fā)泡復合建筑模板摒棄了純木板表面粗糙、易吸濕、易變形、易發(fā)霉和塑 料密度大、質(zhì)量大等缺點，其集中了木材和塑料的雙重優(yōu)點，具有內(nèi)部結(jié)構均勻、模板表面 光潔、強度高、質(zhì)量輕、防潮防水防蟲蛀、脫模易和能像木板任意釘、鋸、鉆、粘等優(yōu)點，由于 其生產(chǎn)成本低、不易老化、不易變形、模板重量輕、可重復使用、可回收利用等優(yōu)點，在許多 方面得到廣泛應用，尤其在建筑模板方面的應用。
[0003] 甘蔗作為我國南方廣泛種植的一年生農(nóng)作物，是制糖的主要原料之一。每年經(jīng)過 榨糖之后剩下的甘蔗渣產(chǎn)量達到700萬t，大約有50%的可以用來造紙，但是采用甘蔗渣造 紙在經(jīng)濟效益上沒有太大優(yōu)勢，所以大量甘蔗渣得不到合理利用而遭到焚燒、填埋，造成嚴 重的污染和資源的浪費，由于甘蔗渣和木材的主要成分大致相同，甘蔗渣含有豐富的纖維 素，而含木質(zhì)素較少，故蔗渣作為纖維原料具有很大優(yōu)越性。但甘蔗渣纖維和基體樹脂的相 容性不好，本發(fā)明對甘蔗渣進行預處理應用于PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，此 發(fā)明不僅使廢棄物得到合理利用，還減少了環(huán)境污染。
[0004] 甘蔗渣纖維形態(tài)雖然比不上木材，由于其纖維形態(tài)優(yōu)于水稻、小麥秸桿纖維等其 它草類纖維和較其他非木材原料更易于收集，將其應用于建筑模板的制造，經(jīng)濟效益也是 相當可觀的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板及其制備方 法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取如下技術方案:PVC_甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建 筑模板，其原料由以下組分及其重量份組成： PVC樹脂 100份 有機填充物 30~50份 無機填充物 4~10份 偶聯(lián)劑 1.5~4份 發(fā)泡劑 1~4份
[0007] 發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 2~4份 復合穩(wěn)定劑 1.5~5.5份 潤滑劑 0.5~2份 抗沖改性劑 1.5~3.5份 增塑劑 （X5~2份 加工改性劑 4~10份
[0008] 所述的有機填充物為甘蔗渣。
[0009] 進一步地，所述的PVC樹脂為PVC新料、回收PVC塑鋼料與回收PVC管材料中的一種 或兩種，PVC新材料為懸浮法制備的SG7或SG8型號樹脂，其顆粒大小為60~150μπι ;所述的無 機填充物為活化CaC03。
[0010] 進一步地，所述偶聯(lián)劑為馬來酸化聚烯烴、硅烷偶聯(lián)劑、酞酸酯類偶聯(lián)劑、有機鉻 絡合物偶聯(lián)劑中的一種或兩種;所述的發(fā)泡劑為AC和NaHC0 3的混合發(fā)泡劑，所述AC和NaHC03 其質(zhì)量比為1:1。
[0011] 進一步地，所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為氧化鋅、氧化鉛、硬脂酸鋅或脲類衍生物中的一種或 兩種;所述復合穩(wěn)定劑為鋇鋅復合穩(wěn)定劑、鈣鋅復合穩(wěn)定劑、鉛鹽復合穩(wěn)定劑中的一種或兩 種。
[0012] 進一步地，所述的潤滑劑為多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅和聚乙烯蠟 中的一種或幾種;所述的抗沖改性劑為氯化聚乙烯、具有核-殼結(jié)構的甲基丙烯酸甲酯-丁 二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、ACR抗沖擊改性劑中的一種或兩種;所述的增塑劑為通用型 鄰苯二甲酸二辛酯;所述的加工改性劑為丙烯酸酯類多元共聚物、核殼共聚丙烯酸酯類中 的一種或兩種。
[0013] 進一步地，一種用于制備PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板的方法，其制備方法 如下：
[0014] 1)將權利要求1中重量份的甘蔗渣粉碎，用5 %氫氧化鈉溶液在90 °C條件下浸泡lh 后用酸進行中和，然后脫水干燥使水分含量小于2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀 物，細度大約保持在200目，采用丙酮作溶劑稀釋權利要求1重量份的偶聯(lián)劑，溫度在60~80 °(：下，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干后備用；
[0015] 2)將權利要求1中重量份的無機填充物進行步驟1中偶聯(lián)劑活化處理；
[0016] 3)將權利要求1中重量份的PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和步驟2中活化處理后的物料加 入高速混合機混合，將混合后的物料溫度加熱至70~90 °C后，將步驟1中的甘蔗渣纖維粉和 權利要求1重量份的發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、抗沖改性劑、增塑劑加到高速混合機 在100°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工；
[0017] 4)將步驟3混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機喂料斗進行擠出。
[0018]本發(fā)明的技術特點和效果為:經(jīng)"微孔發(fā)泡"的PVC/甘蔗渣纖維復合建筑模板，其 內(nèi)部的泡孔不僅能降低材料密度，而且能有效的防止材料內(nèi)部應力集中造成的破裂。
[0019]所制備的PVC/甘蔗渣纖維復合建筑模板具有較高的強度與模量，當混凝土澆入不 易發(fā)生變形。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0021] 實施例1:
[0022] 各組分都是按照重量份稱取，分別稱取SG7型號樹脂100份，顆粒大小200目，甘蔗 渣纖維40份，活化碳酸鈣5份，偶聯(lián)劑4份，發(fā)泡劑3份，讓其AC:NaHC0 3質(zhì)量比為1:1，發(fā)泡調(diào) 節(jié)劑2.5份，復合穩(wěn)定劑2.5份，潤滑劑1份，抗沖改性劑2份，增塑劑1份，加工改性劑8份。 [0023]首先將甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在100°C條件下浸泡lh后用酸進行中和， 然后脫水干燥使水分含量不超過2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物，用丙酮作溶 劑稀釋偶聯(lián)劑，在溫度在70°C，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干 后備用。
[0024]將上述重量份的無機填充物進行偶聯(lián)劑活化處理。
[0025]將PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和前述活化處理后的物料加入高速混合機混合，物料溫度 加熱至80°C后，將甘蔗渣纖維粉、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、抗沖改性劑、增塑劑加 到高速混合機在l〇〇°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工。
[0026]將混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機，其長徑比為30:1喂料斗進行擠出， 擠出機的各區(qū)溫度設定一區(qū)160 °C，二區(qū)168 °C，三區(qū)170 °C，四區(qū)167 °C，五區(qū)165 °C，合流芯 150°C，模具溫度166°C，主機轉(zhuǎn)速保持在19rpm左右。
[0027]經(jīng)擠出成型制備PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，并裁取樣條，檢測相關 性能。
[0028] 實施例2:
[0029]各組分都是按照重量份稱取，分別稱取SG8型號樹脂50份，顆粒大小200目，回收 PVC塑鋼料50份，甘蔗渣纖維45份，活化碳酸鈣4.5份，偶聯(lián)劑4份，發(fā)泡劑3.5份，讓其AC: NaHC03質(zhì)量比為1:1，發(fā)泡調(diào)節(jié)劑2份，復合穩(wěn)定劑2.5份，潤滑劑1份，抗沖改性劑2份，增塑 劑1份，加工改性劑8份。
[0030] 首先將甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在100°C條件下浸泡lh后用酸進行中和， 然后脫水干燥使水分含量不超過2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物，用丙酮作溶 劑稀釋偶聯(lián)劑，在溫度在75°C，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干 后備用。
[0031] 將上述重量份的無機填充物進行偶聯(lián)劑活化處理。
[0032] 將PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和前述活化處理后的物料加入高速混合機混合，物料溫度 加熱至80°C后，將甘蔗渣纖維粉、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、抗沖改性劑、增塑劑加 到高速混合機在l〇〇°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工。
[0033] 將混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機，其長徑比為30:1，喂料斗進行擠出， 擠出機的各區(qū)溫度設定一區(qū)160 °C，二區(qū)167 °C，三區(qū)170 °C，四區(qū)169 °C，五區(qū)165 °C，合流芯 150°C，模具溫度168°C，主機轉(zhuǎn)速保持在19.5rpm左右。
[0034] 經(jīng)擠出成型制備PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，并裁取樣條，檢測相關 性能。
[0035] 實施例3:
[0036]各組分都是按照重量份稱取，分別稱取SG8型號樹脂50份，顆粒大小200目，回收 PVC管材料50份，甘蔗渣纖維45份，活化碳酸鈣7份，偶聯(lián)劑3.5份，發(fā)泡劑4份，讓其AC: NaHC03質(zhì)量比為1:1，發(fā)泡調(diào)節(jié)劑3份，復合穩(wěn)定劑4份，潤滑劑1.5份，抗沖改性劑2份，增塑 劑1.5份，加工改性劑10份。
[0037]首先將甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在100°C條件下浸泡lh后用酸進行中和， 然后脫水干燥使水分含量不超過2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物，用丙酮作溶 劑稀釋偶聯(lián)劑，在溫度在75°C，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干 后備用。
[0038]將上述重量份的無機填充物，進行偶聯(lián)劑活化處理。
[0039] 將PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和前述活化處理后的物料加入高速混合機混合，物料溫度 加熱至85 °C后，將甘蔗渣纖維、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、抗沖改性劑、增塑劑加到 高速混合機在l〇〇°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工。
[0040] 將混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機(其長徑比為30:1)喂料斗進行擠出， 擠出機的各區(qū)溫度設定一區(qū)160 °C，二區(qū)165 °C，三區(qū)170 °C，四區(qū)168 °C，五區(qū)165 °C，合流芯 150°C，模具溫度170°C，主機轉(zhuǎn)速保持在20rpm左右。
[0041]經(jīng)擠出成型制備PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，并裁取樣條，檢測相關 性能。
[0042] 實施例4:
[0043]各組分都是按照重量份稱取，分別稱取回收PVC塑鋼料100份，甘蔗渣纖維40份，活 化碳酸鈣6份，偶聯(lián)劑3.5份，發(fā)泡劑3.5份，讓其AC: NaHC03質(zhì)量比為1:1，發(fā)泡調(diào)節(jié)劑3份，復 合穩(wěn)定劑3份，潤滑劑1.5份，抗沖改性劑2份，增塑劑1份，加工改性劑7份。
[0044] 首先將甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在100°C條件下浸泡lh后用酸進行中和， 然后脫水干燥使水分含量不超過2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物，用丙酮作溶 劑稀釋偶聯(lián)劑，在溫度在70°C，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干 后備用。
[0045] 將上述重量份的無機填充物，進行偶聯(lián)劑活化處理。
[0046] 將PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和前述活化處理后的物料加入高速混合機混合，物料溫度 加熱至80°C后，將甘蔗渣纖維粉、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、增塑劑、抗沖改性劑加 到高速混合機在l〇〇°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工。
[0047]將混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機，其長徑比為30:1，喂料斗進行擠出， 擠出機的各區(qū)溫度設定一區(qū)160°C，二區(qū)166°C，三區(qū)170°C，四區(qū)167°C，五區(qū)165°C，合流芯 150°C，模具溫度168°C，主機轉(zhuǎn)速保持在18.5rpm左右。
[0048]經(jīng)擠出成型制備PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，并裁取樣條，檢測相關 性能。
[0049] 實施例5:
[0050] 各組分都是按照重量份稱取，分別稱取回收PVC管材料100份，顆粒大小200目，甘 蔗渣纖維40份，活化碳酸鈣8份，偶聯(lián)劑3份，發(fā)泡劑3份，讓其AC:NaHC0 3質(zhì)量比為1:1，發(fā)泡 調(diào)節(jié)劑3.5份，復合穩(wěn)定劑5份，潤滑劑2份，抗沖改性劑2份，增塑劑1.5份，加工改性劑6份。 [0051 ]首先將甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在100°C條件下浸泡lh后用酸進行中和， 然后脫水干燥使水分含量不超過2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物，用丙酮作溶 劑稀釋偶聯(lián)劑，在溫度在70°C，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干 后備用。
[0052]將上述重量份的無機填充物，進行偶聯(lián)劑活化處理。
[0053]將PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和前述活化處理后的物料加入高速混合機混合，物料溫度 加熱至80°C后，將甘蔗渣纖維、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、加工改性劑、增塑劑、抗沖改性劑加到 高速混合機在l〇〇°C混合均勻，然后冷卻至室溫等待進行成型加工。
[0054]將混合均勻的物料加入到錐形雙螺桿擠出機(其長徑比為30:1)喂料斗進行擠出， 擠出機的各區(qū)溫度設定一區(qū)160 °C，二區(qū)167 °C，三區(qū)170 °C，四區(qū)168 °C，五區(qū)165 °C，合流芯 150°C，模具溫度169°C，主機轉(zhuǎn)速保持在19rpm左右。
[0055] 經(jīng)擠出成型制備PVC/甘蔗渣纖維木塑發(fā)泡復合建筑模板，并裁取樣條，檢測相關 性能。
[0056] 將上述各實例模板標準樣條分別進行測試，其測試結(jié)果如下表所示：
[0057]
[0058]靜曲強度和彈性模量按GB/T 17657-1999進行測試；簡支梁沖擊強度按GB/T 1043.1-2008進行測試；邵氏硬度D按GB/T 2411-2008進行測試；表觀密度按GB/T 6343-2009進行測試；握螺釘力按GB/T 17657-1999中4.10的規(guī)定進行測試；吸水率按GB/T 17657-1999中4.6的規(guī)定進行測試。
[0059] 綜合考慮，所有實施例制作的建筑模板性能均明顯優(yōu)于建筑模板I級標準要求。
[0060] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板，其特征在于:其原料由以下組分及其重量份組 成： PVC樹脂 100份 有機填充物 30~50份 無機填充物 4~10份 偶聯(lián)劑 1.3~4份 發(fā)泡劑 1~4份 發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 2-4份 復合穩(wěn)定劑 1.5-5.5份 潤滑劑 0.5~2份 抗沖改性劑 1.5~3.5份 增塑劑 0.5~2份 加工改性劑 4~10份 所述的有機填充物為甘蔗渣。2. 根據(jù)權利要求1所述的PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板，其特征在于:所述的PVC 樹脂為PVC新料、回收PVC塑鋼料與回收PVC管材料的一種或兩種，PVC新料為懸浮法制備的 SG7或SG8型號樹脂，其顆粒大小為60~150μπι;所述的無機填充物為活化CaC03。3. 根據(jù)權利要求1所述的PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板，其特征在于:所述偶聯(lián)劑 為馬來酸化聚烯烴、硅烷偶聯(lián)劑、酞酸酯類偶聯(lián)劑、有機鉻絡合物偶聯(lián)劑中的一種或兩種； 所述的發(fā)泡劑為AC和NaHC0 3的混合發(fā)泡劑，所述AC和NaHC03其質(zhì)量比為1:1。4. 根據(jù)權利要求1所述的PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板，其特征在于:所述發(fā)泡調(diào) 節(jié)劑為氧化鋅、氧化鉛、硬脂酸鋅或脲類衍生物中的一種或兩種;所述復合穩(wěn)定劑為鋇鋅復 合穩(wěn)定劑、鈣鋅復合穩(wěn)定劑、鉛鹽復合穩(wěn)定劑中的一種或兩種。5. 根據(jù)權利要求1所述的PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板，其特征在于:所述的潤滑 劑為多聚蓖酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅和聚乙烯蠟中的一種或幾種;所述的抗沖改 性劑為氯化聚乙烯、具有核-殼結(jié)構的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、ABS、 ACR抗沖擊改性劑中的一種或兩種;所述的增塑劑為通用型鄰苯二甲酸二辛酯;所述的加工 改性劑為丙烯酸酯類多元共聚物、核殼共聚丙烯酸酯類中的一種或兩種。6. -種用于制備PVC-甘蔗渣纖維發(fā)泡復合建筑模板的方法，其特征在于:其制備方法 如下： 1) 將權利要求1中重量份的甘蔗渣粉碎，用5%氫氧化鈉溶液在90°C條件下浸泡lh后用 酸進行中和，然后脫水干燥使水分含量小于2%，采用分級篩選的方法將其粉碎成粉狀物， 細度大約保持在200目，采用丙酮作溶劑稀釋權利要求1重量份的偶聯(lián)劑，溫度在60~80°C 下，將粉狀甘蔗渣在噴射式攪拌器中進行偶聯(lián)劑活化處理，烘干后備用； 2) 將權利要求1中重量份的無機填充物進行步驟1中偶聯(lián)劑活化處理； 3) 將權利要求1中重量份的PVC樹脂、復合穩(wěn)定劑和步驟2中活化處理后的物料加入高 速混合機混合，將混合后的物料溫度加熱至70~90°C后，將步驟1中的甘蔗渣纖維粉和權利
【文檔編號】C08L27/06GK105949641SQ201610315873
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】郁建華, 郭知理, 任軍, 鄒虎, 唐龍祥
【申請人】蒙城縣欣瑞特建材有限公司